JPH01215495A - Flux cored wire for self-shielded arc welding - Google Patents
Flux cored wire for self-shielded arc weldingInfo
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Abstract
Description
(産業上の利用分野)
本発明はアーク溶接用フラックス入りワイヤに係り、よ
り詳細には、ピット、ブローホール等に対する耐気孔性
の良いセルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイ
ヤに関するものである。
(従来の技術及び解決しようとする課題)従来より、セ
ルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの1つ
として、金属LLを脱窒剤として用いる方法が提案され
ている(米国特許第3691340号明細書参照)。
しかし、金属L1は非常に活性であるので、長期間大気
中で安定に存在させることは困難であり、上記方法は実
用的ではないと考えられている。
そこで、Liを炭酸塩、酸化物、弗化物又はこれらを含
む複合化合物などのLi化合物の形でフラックスに添加
し、アーク熱によりLi化合物を還元剤にて還元し、元
素状Liを得る方法が提案されている0例えば、特開昭
48−4347号、同48−8627号ではLi化合物
として鉄酸塩、珪酸塩、マンガン酸塩、アルミン酸塩が
用いられている。
しかし、Liは、その工業的な製造゛方法が溶融塩電解
による方法であることからも明らかなように、非常に還
元されにくい元素であるため、上記方法では脱窒が不充
分となり、溶接金属にピットやブローホールを生じるこ
とが多かった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、LL金金属反応性を抑制し、ワイヤ
性能が長期間にわたり変化せず。
且つ耐気孔性に優れたセルフシールドアーク溶接用フラ
ックス入りワイヤを提供することを目的とするものであ
る。
(課題を解決するための手段)
前記目的を達成するため、本発明者らは、当初、LL金
金属反応性を抑制するために、各種コーティング方法や
マイクロカプセル化等の表面処理技術を駆使したが、い
ずれの方法によっても、金属Liを大気中で長期間安定
に保持することは不可能であった。
そこで、金属Liの濃度を薄める。すなわち。
金属Liを合金化して、その反応性を抑制する可能性に
ついて調査を開始した。
まず、状態図からみて金属Liが溶解し得る元素は/l
、Ca、Cu%Mg、に、Na、 Sn、Zn、Ni、
Si、Goが考えられるので、これら金属元素に金属L
iを溶解し、Li含有金属粉を各種製造した。得られた
金属粉について密度、耐酸化性能、吸湿等の諸物性を調
べたところ、AQ、Mg系のLi含有金属粉がLi源と
して比較的有望であることが判明した。
次に、金属粉の取扱上の安全性(保管及びワイヤ製造時
)を考慮して、ハルトマン式金属粉塵爆発試験を行った
。その結果、Li含有金属粉としては、AJ−Li系合
金の方がMg−Li系よりも安全であることが判った。
以上の調査結果に基づき、更に、AQ−Li合金をフラ
ックスに含有せしめた際の耐気孔性について研究を重ね
、ここに本発明をなしたものである。
すなわち、本発明に係るセルフシールドアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤは、LLをAQ−Li系合金(但し
、該合金中のLi含有量は0.1〜50at%)の形で
フラックス中に1〜50vt%添加し、更にワイヤ全重
量あたりの水分量を100〜4000pp■としたこと
を特徴とするものである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
本発明は、フラックス中に含有させるLiとしてAQ−
Li系合金の形を採用したことを最大の特徴とするもの
である。
フラックス中に添加するAQ−Li量はアーク安定性(
アークのバタつき、アークの拡がり、アークの強さ等)
、スラグのかぶり、ヒユーム発生量、ビード形状、溶接
金属中の窒素量などから判断して、1〜50wt%の範
囲が好ましい++1wt%未満ではAQ−Liによる溶
接金属中の窒素量の低減効果が得られず、好ましくない
、35vt%をオーバーするとアーク安定性が少し悪く
なり、溶接金属中の窒素量が若干増加する傾向になるが
、50vt%を超えるとLlによるシールド効果が過剰
になるため、ヒユームの発生量が極端に多くなり、好ま
しくない、したがって、フラックス中のへ〇−Li量は
1〜50wt%の範囲とする。なお、溶接金属中の窒素
量を考慮すれば、更に好ましくは5〜35vt%である
。
ここで、フラックス中の金属Li添加量は、以下の簡便
な方法により判定することが可能である。
すなわち、第1図に示すように、電気炉1の中に石英管
2を挿通し、この石英管にN8ガスを蒸留水3を介して
導入りるアンモニア測定装置を使用し、フラックス中に
AQ−Li合金を含むフラックス入りワイヤ4を、湿潤
窒素気流下で1例えば。
400℃に加熱すると、AQ−Li系合金中の金属Li
が窒素と反応してLi3Nを生成する。生成したLi、
Nは非常に不安定なため、水と反応してNH3(アンモ
ニア)を形成する。このNH,を蒸留水に吸収させ、生
成したNH,を測定して、フラックス中の金属Li添加
量を判定することができる。この場合、フラックス中の
AQ−Li合金含有量が1〜50vt%であれば、ワイ
ヤ100g当たりのNH,は0.005〜1■gに相当
する。AQ−Li合金以外のLi系合金の場合でも、同
様にして、定量したNH,量よりフラックス中のLi添
加量を判定することができる。したがって、フラッグ°
スの調整に際してこの簡便法を利用すればよい。
An−Li系合金としては、AQ−Liのほか。
これに瀉3成分としてFe、 Zr、 Cu、 Si、
Mg、Ca、ZnlMn等々を単独又は複合して添加(
数ppm−数at%)したAQ−Li’i合金(特願昭
62−202677号参照)でもよく、特に成分系は限
定されない0本発明者らの実験研究によれば、第3成分
添加の脱窒作用への影響はそれ程認められず、lvt%
以下の微量添加でもAQ−Li系合金粉の安全性(耐金
属粉塵爆発)を高める効果がある。
このようなAΩ−Li系合金は、REP法、ガスアトマ
イズ法、機械的粉砕法等の適宜方法により製造されが、
フラックス混合時の偏析や金属粉塵爆発防止の点からす
ると、粒径は45μ園以上、500μm以下が望ましい
、特に粒径が45μ朧以上であれば、金属粉塵爆発が発
生しない。
A11−Li系合金中のLi含有量(濃度)は適切な量
とする必要がある。この点、本発明者らは、各種Li濃
度のAQ−Li系合金粉を製造し、それらを用いてセル
フシールドアーク用フラックス入りワイヤを試作し、溶
接金属中の窒素量を調査した結果、AQ−Li中のLi
含有量が0 、1 at%以上あれば、溶接金属中の窒
素量が著しく低下し、ワイヤの耐気孔性が改善されるこ
とが判った。Li含有量を徐々に増加すると、増加量に
つれて溶接金属中の窒素量も徐々に低下するが、その傾
向は顕著ではない、しかし、50at%以上になるとA
fi−Li金属粉が大気中で安定に存在しなくなる。し
たがって、Li濃度は0.1〜50at%の範囲が好ま
しく、更に3〜20at%であれば脱窒効果が顕著であ
る。
次に、本発明におけるフラックス入りワイヤの水分量に
ついて説明する。
Afi−Li系合金粉をワイヤの中で長期間安定な状態
で保持するには、ワイヤ水分量を一定値以上にすること
が必要である。すなわち、A11−Li系合金粉が不安
定であるのは、金属粉表面に非常に活性な金属Liが露
出している場合と考えられることから、金属Liを安定
な形に予め変化させておけば、A(1−Li合金粉を長
期間安定な状態に保持することができる。具体的には、
jul −Li系合金粉表面に露出した金属Liを空気
中の炭酸ガス(Cox)と反応させ、AQ−Li系合金
粉をLi、Co、でコーティングする方法が好ましい。
そのためには、金属Liが水酸化物となって炭酸ガスを
吸収し易い形にする必要があり、フラックス入りワイヤ
の水分量を多くすることが得策である。
本発明者らがフラックスを強制吸湿させ、フラッフ入水
分量を色々と変えて調査した結果、ワイヤ全重量あたり
の水分量が1100pp以上であれば、AQ−Li系合
金粉がワイヤの中で長期間安定な状態にあり、ワイヤ性
能も同様に長期間一定に維持できることが判明した。し
かし、ワイヤ全重量あたりの水分量が4000ppmを
超えると。
当然のことながら、ワイヤ自身が錆易くなり、ワイヤ送
給性1通電性、アーク安定性などが悪化する傾向が認め
られた。
したがって、ワイヤ全重量あたりの水分量は100〜4
000ppmの範囲に規制する。なお、ここでワイヤ全
重量あたりの水分量とは750℃、02雰囲気中で抽出
した水分量をカールフィッシャー法で定量した値を云う
。
なお1本発明においては、フープ材質、ワイヤの寸法、
断面形状、フラックス率、適用被溶接材料等は特に制限
されないことは云うまでもない。
(実施例)
次に本発明の実施例を示す。
失産五上
第1表に示す各種Li濃度のA11−Li系合金を試作
した。得られたAjl −Li合金粉を、第2表に示す
フラックス組成の混合フラックス100重量部に対して
適宜混合し、セルフシールドアーク溶接用の充填フラッ
クスとした。
この時、ワイヤ全重量あたりの水分量は、原料フラック
スの水分量を変化させることによりコントロールした。
具体的には、同一原料で水分量の異なるもの(産地や精
製工程が異なると水分量が大きく異なることがある)を
適宜混合したり、溶接作業性に影響を及ぼさないような
含水鉱物を第2表に示さ九る組成に別途添加した。
このようにして得られた充填フラックスを、第3表に示
す化学組成を有するフープ材をパイプ状に成形しながら
フラックス充填率14%にて充填し、常法により、フラ
ックス入りワイヤを製造した。
使用したAQ−Li系合金の種類、秤量混合したAQ−
Li添加量((A!−Li系合金の重量部)+(100
+AJ−Li系合金の重量部)x 100)、並びにワ
イヤ水分量は第5表に示すとおりであった。
次に、これらフラックス入りワイヤ(ワイヤ径1.2印
1mφ)を使用し、第2図に示すように、厚さ20μ−
のジンクプライマーを有する12m−厚、500mm長
さの被溶接鋼板の隅肉溶接継手を第4表に示す溶接条件
で溶接した。
耐気孔性、ヒユーム量、アーク安定性について調査した
結果を第5表に併記する。
なお、耐気孔性は、2ndパス(第2図)表面のピット
の有無により、ピット無しの場合に0印、ピット有り場
合にx印を付して評価した。この場合の溶接条件は28
0AX30cpmである。
ヒユーム量は、JISZ3930に従い測定し、ヒユー
ム発生量が1500mg/分以下の場合に0印、それ以
上の場合にx印を付して評価した。この場合の溶接条件
は280AX30cp園である。
アーク安定性は、溶接時(下向ビードオンプレート)の
アーク長をハイスピードビデオを用いて調査し、アーク
長の変動がワイヤ径の2倍以内の場合に0印、2倍以上
の場合にx印を付して評価した。
第5表より明らかなとおり、AQ−Li系合金中のLi
濃度が0.1at%未滴の試験NQIや、 Li濃度は
0.1at%以上であるがA Q −Li系合金添加量
がlvt%未滴の試験に3,5.12においては、Li
によるシールドが不充分なため、耐気孔性が悪化した。
また、AQ−Li系合金添加量が50%It%を超える
試験&8.14においては、Liによるシールド効果が
過剰になり、ヒユーム発生量が非常に多くなり、強力な
排気設備がないような場所では溶接が困難である。
ワイヤ全重量あたりの水分量が1100pp+未満の試
@&9.17においては、AQ−Li系合金の不安定さ
に起因して、耐気孔性及びアーク安定性が悪化した。こ
れは、Afi−Li系合金が非常に酸化され易い状態に
あり、アーク雰囲気に曝される以前に酸化されてしまい
、Liのシールド効果が低下したものと考えられる。
また、ワイヤ全重量あたりの水分量が4000pp−を
超えた試験&15においては、多水分量によりワイヤが
錆易くなり、ワイヤ内外面に錆が発生して通電不良とな
り、アークの安定性が著しく劣化した。
これらに対し、本発明例の試験翫2.4.6〜7.10
〜11,13,16.18においては、耐気孔性に優れ
、ヒユーム発生量が少なく、アーク安定性も優れている
。(Industrial Application Field) The present invention relates to a flux-cored wire for arc welding, and more particularly to a flux-cored wire for self-shielded arc welding that has good porosity resistance against pits, blowholes, etc. (Prior Art and Problems to be Solved) Conventionally, a method of using metal LL as a denitrifying agent has been proposed as one of the flux-cored wires for self-shielded arc welding (see US Pat. No. 3,691,340). ). However, since the metal L1 is very active, it is difficult to allow it to exist stably in the atmosphere for a long period of time, and the above method is considered impractical. Therefore, there is a method of adding Li to flux in the form of a Li compound such as carbonate, oxide, fluoride, or a composite compound containing these, and reducing the Li compound with a reducing agent using arc heat to obtain elemental Li. For example, in JP-A-48-4347 and JP-A-48-8627, ferrates, silicates, manganates, and aluminates are used as Li compounds. However, as is clear from the fact that the industrial method for producing Li is by molten salt electrolysis, Li is an element that is extremely difficult to reduce, so the above method results in insufficient denitrification and This often resulted in pits and blowholes. The present invention was made to solve the problems of the prior art described above, and suppresses the LL gold metal reactivity so that the wire performance does not change over a long period of time. Another object of the present invention is to provide a flux-cored wire for self-shielded arc welding that has excellent porosity resistance. (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present inventors initially made full use of various coating methods and surface treatment techniques such as microencapsulation in order to suppress LL gold metal reactivity. However, by either method, it has been impossible to stably maintain metallic Li in the atmosphere for a long period of time. Therefore, the concentration of metallic Li is diluted. Namely. We have begun investigating the possibility of suppressing the reactivity of metal Li by alloying it. First, from the phase diagram, the element that metal Li can dissolve is /l
, Ca, Cu%Mg, Na, Sn, Zn, Ni,
Since Si and Go are considered, metal L is added to these metal elements.
Various Li-containing metal powders were produced by melting i. When various physical properties such as density, oxidation resistance, and moisture absorption were investigated for the obtained metal powder, it was found that AQ, Mg-based Li-containing metal powder is relatively promising as a Li source. Next, in consideration of safety in handling metal powder (during storage and wire manufacturing), a Hartmann type metal dust explosion test was conducted. As a result, it was found that AJ-Li based alloy is safer than Mg-Li based metal powder as Li-containing metal powder. Based on the above investigation results, we have further conducted research on the pore resistance when the AQ-Li alloy is contained in flux, and have hereby accomplished the present invention. That is, the flux-cored wire for self-shielded arc welding according to the present invention includes LL in the form of an AQ-Li alloy (however, the Li content in the alloy is 0.1 to 50 at%) in a flux of 1 to 50 Vt. %, and the moisture content per total weight of the wire is 100 to 4000 pp. The present invention will be explained in more detail below. In the present invention, AQ-
The main feature is that it is made of a Li-based alloy. The amount of AQ-Li added to the flux is determined by the arc stability (
arc flapping, arc spread, arc strength, etc.)
Judging from slag cover, amount of fume generation, bead shape, amount of nitrogen in the weld metal, etc., the range of 1 to 50 wt% is preferable.++ If it is less than 1 wt%, the effect of reducing the amount of nitrogen in the weld metal by AQ-Li is low. If it exceeds 35vt%, the arc stability will deteriorate a little and the amount of nitrogen in the weld metal will tend to increase slightly, but if it exceeds 50vt%, the shielding effect by Ll will become excessive, so The amount of fume generated becomes extremely large, which is undesirable. Therefore, the amount of He0-Li in the flux is set in the range of 1 to 50 wt%. In addition, if the amount of nitrogen in the weld metal is considered, it is more preferably 5 to 35 vt%. Here, the amount of metallic Li added in the flux can be determined by the following simple method. That is, as shown in Fig. 1, a quartz tube 2 is inserted into an electric furnace 1, and an ammonia measuring device is used that introduces N8 gas into the quartz tube via distilled water 3. For example, a flux-cored wire 4 containing a -Li alloy is heated under a humid nitrogen stream. When heated to 400°C, the metal Li in the AQ-Li alloy
reacts with nitrogen to produce Li3N. The generated Li,
Since N is very unstable, it reacts with water to form NH3 (ammonia). By absorbing this NH in distilled water and measuring the generated NH, it is possible to determine the amount of metallic Li added in the flux. In this case, if the AQ-Li alloy content in the flux is 1 to 50 vt%, NH per 100 g of wire corresponds to 0.005 to 1 g. Even in the case of Li-based alloys other than AQ-Li alloys, the amount of Li added in the flux can be determined from the determined amount of NH in the same manner. Therefore, the flag °
This simple method can be used when adjusting the speed. An-Li alloys include AQ-Li and others. In addition, the three components are Fe, Zr, Cu, Si,
Addition of Mg, Ca, ZnlMn, etc. singly or in combination (
AQ-Li'i alloy (see Japanese Patent Application No. 62-202677) containing several ppm to several at%) may also be used, and the component system is not particularly limited.According to the experimental research by the present inventors, No significant effect on denitrification was observed, and lvt%
Addition of the following trace amounts also has the effect of increasing the safety (resistance to metal dust explosion) of AQ-Li alloy powder. Such AΩ-Li alloys are manufactured by appropriate methods such as REP method, gas atomization method, mechanical pulverization method, etc.
From the viewpoint of preventing segregation during flux mixing and metal dust explosion, the particle size is desirably 45 μm or more and 500 μm or less. Particularly, if the particle size is 45 μm or more, metal dust explosion will not occur. The Li content (concentration) in the A11-Li-based alloy needs to be an appropriate amount. In this regard, the present inventors produced AQ-Li alloy powders with various Li concentrations, used them to prototype flux-cored wires for self-shielded arcs, and investigated the amount of nitrogen in the weld metal. -Li in Li
It has been found that when the content is 0.1 at% or more, the amount of nitrogen in the weld metal is significantly reduced and the porosity resistance of the wire is improved. When the Li content is gradually increased, the amount of nitrogen in the weld metal gradually decreases as the Li content increases, but this tendency is not remarkable.
The fi-Li metal powder no longer exists stably in the atmosphere. Therefore, the Li concentration is preferably in the range of 0.1 to 50 at%, and more preferably 3 to 20 at%, the denitrification effect is significant. Next, the moisture content of the flux-cored wire in the present invention will be explained. In order to maintain the Afi-Li alloy powder in a stable state for a long period of time in the wire, it is necessary to keep the wire moisture content above a certain value. In other words, A11-Li alloy powder is unstable because highly active metal Li is exposed on the surface of the metal powder, so it is necessary to change the metal Li into a stable form in advance. For example, A(1-Li alloy powder can be maintained in a stable state for a long period of time. Specifically,
A preferred method is to react the metal Li exposed on the surface of the AQ-Li alloy powder with carbon dioxide (Cox) in the air and coat the AQ-Li alloy powder with Li and Co. For this purpose, it is necessary for the metal Li to become a hydroxide and to easily absorb carbon dioxide gas, and it is advisable to increase the moisture content of the flux-cored wire. The inventors of the present invention forced the flux to absorb moisture and investigated various amounts of fluff moisture, and found that if the moisture content per total weight of the wire is 1100 pp or more, the AQ-Li alloy powder will remain in the wire for a long period of time. It was found that the condition is stable and the wire performance can be maintained constant for a long period of time as well. However, if the moisture content per total wire weight exceeds 4000 ppm. As a matter of course, it was observed that the wire itself became easily rusted, and the wire feedability, current conductivity, arc stability, etc. tended to deteriorate. Therefore, the moisture content per total wire weight is 100 to 4
Regulated within the range of 000ppm. Note that the amount of water per total weight of the wire herein refers to the amount of water extracted in 02 atmosphere at 750° C. and determined by the Karl Fischer method. Note that in the present invention, the material of the hoop, the dimensions of the wire,
Needless to say, there are no particular restrictions on the cross-sectional shape, flux rate, applicable welding material, etc. (Example) Next, an example of the present invention will be shown. A11-Li alloys with various Li concentrations shown in Table 1 were produced as prototypes. The obtained Ajl-Li alloy powder was appropriately mixed with 100 parts by weight of a mixed flux having the flux composition shown in Table 2 to prepare a filling flux for self-shielded arc welding. At this time, the moisture content per total wire weight was controlled by changing the moisture content of the raw material flux. Specifically, we may mix the same raw materials with different moisture content (the moisture content may vary greatly depending on the production area or refining process), or we may use hydrated minerals that do not affect welding workability. It was added separately to the composition shown in Table 2. A hoop material having the chemical composition shown in Table 3 was formed into a pipe shape and filled with the thus obtained filling flux at a flux filling rate of 14% to produce a flux-cored wire by a conventional method. Type of AQ-Li alloy used, weighed amount of mixed AQ-
Li addition amount ((A! - parts by weight of Li-based alloy) + (100
+AJ-Li based alloy weight part) x 100) and wire water content are as shown in Table 5. Next, using these flux-cored wires (wire diameter 1.2 mark 1 mφ), as shown in Figure 2, the thickness is 20 μm.
Fillet welded joints of 12 m thick and 500 mm long steel plates having a zinc primer of Table 5 also shows the results of investigations regarding pore resistance, fume content, and arc stability. The porosity resistance was evaluated based on the presence or absence of pits on the surface of the 2nd pass (FIG. 2), with a 0 mark indicating no pits and an x mark indicating pits present. The welding conditions in this case are 28
0AX30cpm. The amount of hume was measured according to JIS Z3930, and evaluated by marking 0 if the amount of hume generated was 1500 mg/min or less, and marking x if it was more than 1500 mg/min. The welding conditions in this case are 280AX30cp. Arc stability is determined by investigating the arc length during welding (downward bead-on-plate) using high-speed video. If the arc length fluctuation is within twice the wire diameter, it is marked 0, and if it is more than twice the wire diameter, it is marked 0. It was evaluated by marking it with an x. As is clear from Table 5, Li in the AQ-Li alloy
In test NQI where the concentration is 0.1 at% or more, and tests where the Li concentration is 0.1 at% or more but the AQ-Li alloy addition amount is lvt% or less, in 3 and 5.12, Li
Porosity resistance deteriorated due to insufficient shielding. In addition, in tests & 8.14 in which the amount of AQ-Li alloy added exceeds 50%It%, the shielding effect of Li becomes excessive, and the amount of fume generated is extremely large. It is difficult to weld. In the test @&9.17 where the moisture content per total wire weight was less than 1100 pp+, the porosity resistance and arc stability deteriorated due to the instability of the AQ-Li alloy. This is considered to be because the Afi-Li alloy is in a state where it is very easily oxidized and is oxidized before being exposed to the arc atmosphere, reducing the shielding effect of Li. In addition, in test &15 where the moisture content per total weight of the wire exceeded 4000pp-, the high moisture content caused the wire to rust easily, causing rust to occur on the inner and outer surfaces of the wire, resulting in poor conduction and significantly deteriorating the stability of the arc. did. In contrast, the test rods of the present invention examples 2.4.6 to 7.10
-11, 13, 16.18 have excellent porosity resistance, a small amount of fume generation, and excellent arc stability.
ヌ11」λ
実施例1の場合と同様にして、第1表に示したAQ−L
i系合金を、第6表に示すフラックス組成を有する混合
フラックス100重量部に対して適宜混合し、セルフシ
ールドアーク溶接用の充填フラックスとした。
使用したAQ−Li系合金の種類−秤量混合したAM−
Li系合金添加量、並びにワイヤ水分量は第9表に示す
とおりである。ワイヤの水分量は、充填される原料フラ
ックスの水分量を変化させることにより調整した。
得られた充填フラックスを、第7表に示す化学組成を有
するフープ材をパイプ状に成形しながらフラックス充填
率13%で充填し、常法によりフラックス入りワイヤを
製造した。
製造されたこれらのセルフシールドアーク溶接用のフラ
ックス入りワイヤを使用し、第8表に示す溶接条件で溶
接し、実施例1の場合と同様にして、ワイヤの耐気孔性
、ヒユーム発生量及びアーク安定性を調査した。それら
の結果を第9表に併記する。
第9表より明らかなとおり、AQ−Li系合金中のLi
濃度がO,lat%未渦の試験&1や、 Li濃度は0
.1at%以上であるがAM−Li系合金添加量が1w
t%未満の試験&3においては、Liによるシールドが
不充分であるため、耐気孔性が悪い結果が得られた。
また、AQ −Li系合金添加量が50vt%を超える
試験に5においては、Liによるシールド効果が過剰に
なるため、ヒユームの発生量が非常に多くなり1強力な
排気設備がないような場所での溶接は困難である。
ワイヤ全重量あたりの水分量が1100pp未満の試験
&11においては、Affi−Li系合金の不安定さに
よりアークが不安定になり易く、耐気孔性が悪化した。
また、ワイヤ全重量あたりの水分量が4000PP11
を超える試験NcilOにおいては、実施例1の場合と
同様に、ワイヤが錆易く、ワイヤ内外面に錆が発生して
通電不良となり、アークが不安定になり易く、耐気孔性
が悪化した。
一方、これらに対し、本発明例の試験&2.4゜6〜9
においては、いずれも耐気孔性が優れており、ヒユーム
発生量が少なく、アーク安定性も優れている。AQ-L shown in Table 1 in the same manner as in Example 1
The i-based alloy was appropriately mixed with 100 parts by weight of a mixed flux having the flux composition shown in Table 6 to prepare a filling flux for self-shielded arc welding. Type of AQ-Li alloy used - AM mixed by weighing -
The amount of Li-based alloy added and the amount of water in the wire are as shown in Table 9. The moisture content of the wire was adjusted by changing the moisture content of the raw material flux to be filled. A hoop material having the chemical composition shown in Table 7 was formed into a pipe shape and filled with the obtained filling flux at a flux filling rate of 13% to produce a flux-cored wire by a conventional method. Using these manufactured flux-cored wires for self-shielded arc welding, welding was performed under the welding conditions shown in Table 8, and the porosity resistance, fume generation amount, and arc of the wire were determined in the same manner as in Example 1. Stability was investigated. The results are also listed in Table 9. As is clear from Table 9, Li in the AQ-Li alloy
The concentration is O, lat% non-vortex test &1, Li concentration is 0
.. 1at% or more, but the AM-Li alloy addition amount is 1w
In Test &3 with less than t%, poor pore resistance was obtained due to insufficient shielding by Li. In addition, in tests in which the amount of AQ-Li alloy added exceeds 50vt%, the shielding effect of Li becomes excessive and the amount of fume generated is extremely large. Welding is difficult. In Test &11 in which the water content per total weight of the wire was less than 1100 pp, the arc was likely to become unstable due to the instability of the Affi-Li alloy, and the porosity resistance deteriorated. In addition, the moisture content per total wire weight is 4000PP11
In the test NcilO, the wire was easily rusted as in Example 1, and rust occurred on the inner and outer surfaces of the wire, resulting in poor conduction, the arc was likely to become unstable, and the porosity resistance was deteriorated. On the other hand, in contrast to these, the test of the present invention example &2.4°6~9
All of them have excellent pore resistance, little fume generation, and excellent arc stability.
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明によれば、セルフシー・ル
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤとして、Liを適
正なLi濃度のAl−Li合金の形で特定量でフラック
スに添加すると共に、ワイヤ全重量あたりの水分量を規
制するので、耐気孔性に優れ、長期間にわたりワイヤ性
能の変゛化がなく、作業性の優れたワイヤを提供するこ
とができる。(Effects of the Invention) As detailed above, according to the present invention, a flux-cored wire for self-shielded arc welding is produced by adding a specific amount of Li to the flux in the form of an Al-Li alloy with an appropriate Li concentration, and Since the amount of water per total weight of the wire is regulated, it is possible to provide a wire with excellent porosity resistance, no change in wire performance over a long period of time, and excellent workability.
第1図はフラックス入りワイヤ中のAΩ−Li合金添加
量を判定するためのアンモニア測定装置を示す概略説明
図、
第2図は実施例で使用した溶接法を説明する図である。
1・・・電気炉、2・・・石英管、3・・・蒸留水、4
・・・試料(フラックス入りワイヤ)、5・・・電源。
特許出願人 株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士 中 村 尚
第1図
第2図FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an ammonia measuring device for determining the amount of AΩ-Li alloy added in a flux-cored wire, and FIG. 2 is a diagram illustrating a welding method used in an example. 1... Electric furnace, 2... Quartz tube, 3... Distilled water, 4
...Sample (flux-cored wire), 5...Power supply. Patent applicant Hisashi Nakamura, patent attorney representing Kobe Steel, Ltd. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
含有量は0.1〜50at%)の形でフラックス中に1
〜50wt%添加し、更にワイヤ全重量あたりの水分量
を100〜4000ppmにしたことを特徴とするセル
フシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。(1) Li is replaced with an Al-Li alloy (however, Li in the alloy
1 in the flux in the form of 0.1 to 50 at%).
A flux-cored wire for self-shielded arc welding, characterized in that a flux-cored wire is added with a moisture content of 100 to 4000 ppm based on the total weight of the wire.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63040412A JPH01215495A (en) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | Flux cored wire for self-shielded arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
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JP63040412A JPH01215495A (en) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | Flux cored wire for self-shielded arc welding |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH01215495A true JPH01215495A (en) | 1989-08-29 |
JPH0453639B2 JPH0453639B2 (en) | 1992-08-27 |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH01215495A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090321404A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Lincoln Global, Inc. | Addition of rare earth elements to improve the performance of self shielded electrodes |
WO2010046769A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Lincoln Global, Inc. | Welding electrodes having a flux containing a lithium aluminium alloy and method of manufacturing a welding electrode |
CN104625462A (en) * | 2014-12-02 | 2015-05-20 | 江苏中江焊丝有限公司 | Mixed-gas protection high-tenacity carbon steel flux-cored wire |
CN109483091A (en) * | 2018-11-06 | 2019-03-19 | 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 | A kind of welding wire medicine core powder, rutile-type seamless flux-cored wire and preparation and application |
-
1988
- 1988-02-22 JP JP63040412A patent/JPH01215495A/en active Granted
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090321404A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Lincoln Global, Inc. | Addition of rare earth elements to improve the performance of self shielded electrodes |
US9138831B2 (en) * | 2008-06-27 | 2015-09-22 | Lincoln Global, Inc. | Addition of rare earth elements to improve the performance of self shielded electrodes |
WO2010046769A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Lincoln Global, Inc. | Welding electrodes having a flux containing a lithium aluminium alloy and method of manufacturing a welding electrode |
US20100102049A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Keegan James M | Electrodes having lithium aluminum alloy and methods |
CN102176997A (en) * | 2008-10-24 | 2011-09-07 | 林肯环球股份有限公司 | Welding electrodes having a flux containing a lithium aluminium alloy and method of manufacturing a welding electrode |
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